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FAG精密大型礦山調心滾子軸承的預緊技術：徑向與軸向方法深度解析​​

時間：【2025/8/25 14:37:03】

在大型礦山設備（如破碎機、磨機、回轉窯）的苛刻工況下，軸承的安裝與調整直接決定了設備的運行精度、承載能力與使用壽命。FAG作為滾動軸承技術的全球領導者，其精密大型調心滾子軸承以其卓越的自我調心能力和強大的徑向載荷承載力而聞名。然而，要充分發(fā)揮其性能，正確的​​預緊（Pre-load）​​ 是關鍵環(huán)節(jié)。預緊是指在軸承安裝時，施加一個預先的、可控的載荷，以消除內部游隙，提高剛性，并確保滾動體的正確滾道導向。對于FAG大型調心滾子軸承，預緊方法主要分為​​徑向預緊法​​和​​軸向預緊法​​。

​​一、 預緊的核心目的與重要性​​

在礦山設備中，對大型軸承施加預緊絕非偶然，其核心目的包括：

1.提高系統(tǒng)剛性​​： 預緊能顯著增強軸承-軸-軸承座的系統(tǒng)剛性，減少在巨大沖擊性和振動性載荷下的軸撓曲和微動，保證齒輪嚙合精度，減少振動與噪音。

2.控制軸向和徑向游隙​​： 預緊能消除內部游隙，確保軸在運行中的精確軸向和徑向定位，防止因游隙過大導致的沖擊和磨損。

3.​​延長軸承壽命​​： 正確的預緊能優(yōu)化滾動體與滾道之間的應力分布，防止在輕載荷或空載時出現(xiàn)滾動體打滑而導致的滑蹭損傷（Smearing），從而在重載工況下延長疲勞壽命。

4.提升旋轉精度​​： 抑制軸的徑向和軸向竄動，保證主軸的旋轉精度。

​​二、 徑向預緊法 (Radial Pre-load Method)​​

徑向預緊法主要通過改變軸承座孔的尺寸來實現(xiàn)對軸承外圈的擠壓，從而消除徑向游隙。

1.實現(xiàn)原理​​：

通常采用​​剖分式軸承座（Pillow Block）​​，其剖分面設計有預留量。

當擰緊軸承座剖分面的連接螺栓時，軸承座孔會因變形而輕微收縮，向軸承外圈施加一個均勻的徑向擠壓 force。

這個擠壓力傳遞到滾動體和內圈，最終消除軸承的原始徑向游隙，甚至產生一定的負游隙（即預緊狀態(tài)）。

2.操作要點​​：

​​使用扭矩扳手​​： 必須使用經過校準的扭矩扳手，按照FAG技術手冊提供的​​標準扭矩值​​依次、對稱地擰緊軸承座螺栓。

​​測量游隙​​： 在擰緊過程中，需使用​​塞尺（Feeler Gauge）​​ 測量外圈與滾動體之間的剩余游隙，直至達到技術手冊要求的“零游隙”或指定預緊量。

旋轉軸​​： 在最終擰緊后，必須手動旋轉軸若干圈，以確保滾動體與滾道處于正確的工作位置，使預緊力分布均勻。

3.優(yōu)點與適用場景​​：

​​優(yōu)點​​： 調整相對簡便，無需復雜的軸向定位和測量，在礦山設備的固定端軸承應用中非常普遍。

​​場景​​： 主要用于​​固定端（Locating Bearing）​​ 的軸承配置。典型應用包括振動篩軸承、破碎機皮帶輪側軸承等。

​​三、 軸向預緊法 (Axial Pre-load Method)​​

軸向預緊法通過在內圈或外圈的端面施加軸向力，使其產生軸向位移，從而調整軸承內部的游隙。

1.實現(xiàn)原理與常用技術​​：

對于大型調心滾子軸承，最經典的軸向預緊法是利用​​錐孔套筒（Tapered Adapter Sleeve）​​ 和​​液壓​​技術。

​​錐孔軸承與液壓螺母​​： FAG大型調心滾子軸承常提供​​圓錐孔（通常錐度1:12）​​ 設計。軸承通過錐套安裝在圓柱軸上。

​​操作過程​​：

將軸承和錐套安裝到位后，使用​​液壓螺母​​（Hydraulic Nut）或​​鎖緊螺母​​推動軸承內圈在錐套上軸向移動。

內圈沿錐套前進時，由于錐度作用，內圈會發(fā)生​​徑向膨脹​​，從而有效減小軸承的徑向游隙，實現(xiàn)預緊。

預緊量由內圈的軸向推進量（Δs）直接決定，其與徑向游隙減小量（Δr）有明確的幾何關系：Δr = Δs / K（K為錐度系數(shù)，如1:12錐度的K≈12）。

​​測量與控制​​： 這是最關鍵的一步。預緊量通過以下方式精確控制：

​​軸向推進量法​​： 直接測量和控制鎖緊螺母的軸向推進距離 Δs。這是最常用和精確的方法，F(xiàn)AG技術手冊會提供具體的推進量數(shù)值。

​​徑向游隙測量法​​： 使用塞尺測量外圈與滾動體之間的游隙減小量，直至達到目標值。

​​扭矩法​​： 在具備條件時，可通過測量旋轉扭矩來間接判斷預緊是否合適。

2.優(yōu)點與適用場景​​：

​​優(yōu)點​​： 預緊量可精確控制和調整，安裝拆卸更方便（通過液壓螺母反向注油可使內圈輕松退出），預緊狀態(tài)穩(wěn)定可靠。

場景​​： 廣泛應用于礦山、冶金、造紙等行業(yè)的大型設備中，既可用于固定端，也可通過成對安裝（“O”型或“X”型布置）用于​​浮動端（Non-locating Bearing）​​，以提供精確的軸向定位和剛性。例如在大型球磨機、回轉窯的主支承中極為常見。

​​四、 方法選擇與核心注意事項​​

1.遵循FAG技術手冊​​： 無論采用哪種方法，都必須嚴格遵循FAG為該特定軸承型號和應用提供的技術參數(shù)（如螺栓扭矩、軸向推進量、剩余游隙值）。嚴禁憑經驗操作。

2.預緊量的權衡​​： ​​預緊不足​​會導致游隙過大，無法達到提高剛性和精度的目的；​​預緊過度​​則是更嚴重的問題，它會導致軸承運行溫度急劇升高，潤滑失效，并因過大的應力而急劇縮短軸承壽命，甚至短時間內抱死失效。

3.​​熱膨脹考量​​： 大型設備運行中會產生顯著熱量，導致軸、軸承和軸承座膨脹。在計算初始預緊量時，必須考慮系統(tǒng)熱膨脹帶來的游隙變化，通常需預留一定的補償量。

4.專業(yè)工具與人員​​： 安裝和調整大型精密軸承是一項高技術工作，必須由訓練有素的專業(yè)人員使用專用工具（如液壓螺母、扭矩扳手、塞尺、紅外測溫儀）進行操作。

對于FAG精密大型礦山調心滾子軸承，徑向預緊法和軸向預緊法是兩種并行的成熟工藝。​​徑向預緊法​​通過軸承座剖分面施力，操作直觀，常用于固定端；而​​軸向預緊法​​借助錐孔和液壓技術，控制精確，應用范圍更廣。選擇何種方法取決于軸承的配置類型、設備結構設計以及工況要求。

正確的預緊是實現(xiàn)FAG軸承承諾的超長壽命和超高可靠性的“臨門一腳”。這一過程融合了科學的計算與精湛的工藝，是確保礦山重型裝備穩(wěn)定、高效、連續(xù)運行不可或缺的關鍵技術環(huán)節(jié)。